早在19世紀(jì)70年代初期，勞動(dòng)人民就使用了將砂噴射到零件表面來(lái)達(dá)到清理目的技術(shù)，由于一開(kāi)始使用的磨料為天然砂，因此在之后很長(zhǎng)時(shí)間，直至現(xiàn)在，大家都很習(xí)慣地把這門(mén)技術(shù)稱(chēng)之為做噴砂(air blasting)，盡管后來(lái)我們有了球形的磨料（噴丸），但還是有將這門(mén)技術(shù)稱(chēng)為噴砂的說(shuō)法。總的來(lái)說(shuō)噴砂清理技術(shù)除了廣泛地應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)件涂覆涂層前的表面預(yù)處理外，還廣泛應(yīng)用于其他材質(zhì)的機(jī)械零件的強(qiáng)化、精飾、蝕刻等領(lǐng)域。在這個(gè)領(lǐng)域用到的陶瓷材料真不少哦，本文一起來(lái)總結(jié)一下～

常見(jiàn)噴砂磨料

一、噴砂、噴丸、拋丸的區(qū)別

1、噴砂&噴丸

噴砂是一種常見(jiàn)的材料表面處理工藝，在許多工業(yè)零件的技術(shù)要求中，都能看見(jiàn)噴砂處理的要求。噴砂是指利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化基體表面的過(guò)程，磨料顆粒以很高的速度接觸工件表面的時(shí)候，在其表面進(jìn)行撞擊、切削、沖刷。噴丸也是類(lèi)似的過(guò)程，但其使用介質(zhì)形貌有所區(qū)別，噴砂使用不規(guī)則的砂粒，對(duì)工件表面進(jìn)行沖擊，起到清潔和增加粗糙度的作用，讓金屬工件獲得更好的機(jī)械性能還能讓鍍層更牢固；與之類(lèi)似的噴丸則是依靠丸粒的強(qiáng)大沖擊力，讓工件表面更加緊密，以此讓工件更加耐磨，有韌性以及耐腐蝕。拋丸與噴砂都能對(duì)工件起到清整去污的目的，但特別的是噴丸對(duì)工件可以起到強(qiáng)化作用，但噴砂對(duì)工件的強(qiáng)化作用并不明顯。

▲噴砂&噴丸（磨料形貌不同）

▲開(kāi)放式噴砂室

2、噴丸、拋丸的區(qū)別

噴丸使用高壓風(fēng)或壓縮空氣作動(dòng)力，而拋丸一般為高速旋轉(zhuǎn)的飛輪將鋼砂高速拋射出去。拋丸效率高，但會(huì)有死角，而噴丸比較靈活，但動(dòng)力消耗大。

兩種工藝雖噴射動(dòng)力和方式不同，但都是高速?zèng)_擊工件為目的，其效果也基本相同，相比而言，噴丸比較精細(xì)，容易控制精度，但效率不及拋丸之高，適合形狀復(fù)雜的小型工件，拋丸比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用，容易控制效率和成本，可以通過(guò)控制丸料的粒度來(lái)控制噴射效果，但會(huì)有死角，適合于形面單一的工件批量加工。

▲拋丸原理

二、噴砂的意義

1、工件涂鍍、工件粘接前處理

噴砂是制備保護(hù)和裝飾涂層表面的重要預(yù)處理步驟，耐用、工業(yè)、持久的涂層一般都需要采用噴砂對(duì)工件進(jìn)行表面預(yù)處理。噴砂除了能可靠地去除工件上的腐蝕和銹蝕、舊涂層、水垢和污垢，還能使物品表面變得粗糙，以確保油漆、合金和涂層的附著力。對(duì)于噴砂清理產(chǎn)生的粗糙度至少有如下三個(gè)作用：①使涂層與工件表面間的實(shí)際結(jié)合面積增加，有利于提高涂層結(jié)合力；②涂層在固化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，粗糙度的存在可以有效地消除涂層中的應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止涂層開(kāi)裂；③表面粗糙度的存在可以支撐一部分涂料的質(zhì)量，有利于消除流掛現(xiàn)象，對(duì)于垂直涂料的表面，作用尤為明顯！

▲適當(dāng)?shù)膰娚拔g刻（左）&過(guò)量的蝕刻

對(duì)于工件粘接粘接而言，也是類(lèi)似的道理，金屬表面的光滑程度會(huì)對(duì)粘接強(qiáng)度有很大的影響，越是光滑的表面粘接效果越差，進(jìn)行打毛處理可以有效的提高粘接強(qiáng)度。

2、表面清潔加工

噴砂能清理鑄鍛件、熱處理后工件表面的一切污物（如氧化皮、油污等殘留物），并將工件表面拋光提高工件的光潔度，能使工件露出均勻一致的金屬本色，使工件外表更美觀，好看。

▲噴砂前&噴砂后

通過(guò)噴砂翻修舊的機(jī)械零件，能達(dá)到整舊如新的效果

▲噴砂前&噴砂后

熱處理后工件表面清理

3、清理工件機(jī)加工毛刺

噴砂可以去除機(jī)加工零件微小毛刺，消除注塑零件溢膠毛邊，使工件表面更加平整，既可以消除了毛刺的危害，又能提高工件的檔次。此外，噴砂還能在工件表面交界處打出很小的圓角，使工件顯得更加美觀、更加精密。

4、改善零件的機(jī)械性能

機(jī)械零件經(jīng)噴砂后，能在零件表面產(chǎn)生均勻細(xì)微的凹凸面，使?jié)櫥偷玫酱鎯?chǔ)，從而使?jié)櫥瑮l件改善，減少噪聲，提高機(jī)械使用壽命。

5、光飾作用

所有金屬制品及非金屬制品（塑膠、水晶、玻璃等）表面痕跡消除，亞光霧面處理，使產(chǎn)品表面提升檔次。

三、噴丸應(yīng)用

噴丸使用高壓風(fēng)機(jī)或壓縮空氣作動(dòng)力，將彈丸噴射出去，沖擊金屬表面。廣泛應(yīng)用于金屬表面的消光、去氧化皮；提高零件機(jī)械強(qiáng)度、抗疲勞性、耐磨性和耐腐蝕性；消除鑄、鍛、焊件的殘余應(yīng)力等。

噴丸分類(lèi)：噴丸按應(yīng)用范圍常分為三種類(lèi)型：①清理噴丸；②強(qiáng)力噴丸（噴丸強(qiáng)化）；③噴丸成形。

1、噴丸強(qiáng)化

▲噴丸強(qiáng)化原理：無(wú)數(shù)個(gè)小圓形鋼丸連續(xù)捶打零件表面，每顆鋼丸撞擊金屬零件上，如一個(gè)微型棒捶敲打表面，捶出小壓痕或凹陷。為形成凹陷，金屬表層必定會(huì)產(chǎn)生拉伸，表層下，壓縮的晶粒試圖將表面恢復(fù)到原來(lái)形狀，從而產(chǎn)生一個(gè)高度壓縮力作用下的半球。無(wú)數(shù)凹陷重疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層，壓應(yīng)力層下，細(xì)紋延展緩慢，因此增加壓應(yīng)力層深度，能有效抑制裂紋發(fā)生和發(fā)展，從而極大地延緩疲勞裂紋的形成

▼噴丸強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用（參考來(lái)源：良時(shí)智能）

2、噴丸成形

噴丸成形是利用高速的球形彈丸噴射表面層，使之產(chǎn)生塑性變形的一種飛機(jī)鈑金特種工藝加工方法，主要用于大型整體壁板類(lèi)的零件成形。

噴丸成形用于大型整體壁板類(lèi)的成形，其主要優(yōu)點(diǎn)：不用模具，只需一套切面樣板，符合切面樣板間隙的精度為0.3-0.5mm，特別適合大型機(jī)翼、機(jī)身、火箭整體壁板的成形。噴丸成型是一種形成復(fù)雜的空氣動(dòng)力曲線(xiàn)較好的方法。這種無(wú)模工藝對(duì)飛機(jī)機(jī)翼的成型是最理想的。此外，這種工藝還可用來(lái)矯正復(fù)雜零件由于機(jī)加工或熱處理產(chǎn)生的扭曲變形。

3、金屬表面的消光

噴丸處理的工件表面為金屬本色，但是由于表面為球狀面，光線(xiàn)部分被折射，工件最終成亞光效果。

四、常見(jiàn)噴砂，拋丸，噴丸耗材/磨料

噴砂磨料按顆粒狀態(tài)分為球形，菱形兩類(lèi)，噴砂通常采用的白鋼玉、棕剛玉等為菱形磨料，玻璃珠，陶瓷砂等為球形磨料。球形磨料噴砂得到的表面結(jié)果較光滑，菱形磨料得到的表面則相對(duì)較粗糙，而同一種磨料又有粗細(xì)之分，國(guó)內(nèi)按篩網(wǎng)數(shù)目劃分磨料的粗細(xì)度，一般稱(chēng)為多少號(hào)，號(hào)數(shù)越高，顆粒度越小，同一種磨料噴砂號(hào)數(shù)越高，得到的表面結(jié)果越光滑。

白剛玉因?yàn)槠?a title="氧化鋁" href="http://www.shpa18.com/powder/dlist.html/?id=119" target="_blank" style="color:blue">氧化鋁含量高，所以也被許多用戶(hù)稱(chēng)其為氧化鋁砂。氧化鋁含量高，白剛玉硬度更高（9），韌性好，耐磨性好，不含鐵等雜質(zhì)，灰分少，效率高，但應(yīng)用成本高，一般用于高端需求。棕剛玉是一種以氧化鋁為主要成分的磨料，由于其硬度高、韌性好、比重高和無(wú)有害物質(zhì)等礦物特性，在噴砂行業(yè)占據(jù)著舉足輕重的地位，棕剛玉根據(jù)氧化鋁含量的不同劃分了很多等級(jí)，雖然氧化鋁含量不如白剛玉因此硬度略低，但其因性?xún)r(jià)比高也是被廣泛使用的。

碳化硅（9.2-9.4）介質(zhì)比氧化鋁更硬。事實(shí)上，合成碳化硅是目前使用的最硬的噴砂介質(zhì)。

鋼丸及不銹鋼丸廣泛應(yīng)用于金屬拋丸及一些較大機(jī)件的的表面處理中。玻璃珠相比則更適用于精密鑄件及有色金屬器件中。在精密鑄件及有色金屬器件中如采用鋼丸會(huì)使得零部件變形并留下痕跡以及消除應(yīng)力過(guò)度。玻璃珠則可以生產(chǎn)至小于0.05mm，恰當(dāng)?shù)牧６刃吞?hào)與零部件接觸面積較小，不易損傷部件表面，消除應(yīng)力相比更加均勻，亞光處理效果更好，但玻璃珠噴較大的鋼鐵鑄件則“力不從心”。

ZrO₂耐高溫、耐磨損、硬度高。但它在燒制過(guò)程中相變導(dǎo)致體積變化，使ZrO₂使用大受限制，純ZrO₂容易破碎，達(dá)不到生產(chǎn)要求，工業(yè)上會(huì)把低于10%的Al₂O₃和含65%左右ZrO₂的ZrSiO₄在高溫下形成共熔體，Al₂O₃粒子彌散在ZrO₂基質(zhì)中-形成陶瓷砂，高溫（2000℃）燒制過(guò)程中起到釘扎作用。除了氧化鋁，氧化鈣、氧化鈉、氧化鎂、二氧化硅都能作為鋯質(zhì)噴砂材料的性能改良劑。

陶瓷砂的主要成分為氧化鋯（大約為60-70%），在Zirpro的官網(wǎng)是這樣描述其某個(gè)型號(hào)的陶瓷砂的：一種嵌入玻璃基質(zhì)中的結(jié)晶氧化鋯(ZrO₂)構(gòu)成的特定微結(jié)構(gòu)。陶瓷砂珠呈球形（當(dāng)然在Zirpro官網(wǎng)我們也看到了菱形的陶瓷砂磨料）；陶瓷砂表面光滑（這樣才不會(huì)損傷工件）；耐磨性好、硬度高；不易破碎、壽命長(zhǎng)、彈性好；壽命長(zhǎng)、可循環(huán)使用、減少換料次數(shù)、提高噴砂效率；不易破碎、可以改善工作環(huán)境、減少粉塵污染、清潔環(huán)保無(wú)矽肺病隱患、有助于員工身體健康）。

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編輯：粉體圈Alpha

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